Включения и газы в металле оказывают значительное влияние на прочность, усталостную прочность, коррозионную стойкость и сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением. Эффективный контроль окисленных включений в расплаве позволяет повысить качество литых прутков и прокатных листов, что стало общей целью металлургической, литейной и материаловедческой отраслей различных стран. В настоящее время для удаления включений из расплавов алюминиевых сплавов широко применяются методы фильтрации и очистки. Практика доказала, что пенокерамические фильтры являются наиболее эффективными фильтрами для литья алюминия при удалении окисленных включений.
Технология керамических пенофильтров появилась в 1970-х годах и широко применяется в США, Канаде, Японии, Франции, Австралии и Швейцарии. Это наиболее эффективный способ удаления включений из расплава алюминия. Практика доказала, что керамико-пенопластовая фильтрующая пластина в настоящее время является наиболее эффективным средством для удаления окисленных включений из расплава алюминия. Обычная волоконная фильтрация позволяет удалять только крупные примеси, тогда как керамико-пенопластовая фильтрующая пластина способна одновременно отфильтровывать как крупные, так и мелкие примеси.
Керамическая пенопластовая фильтрующая пластина имеет многослойную сетку и многомерные сквозные отверстия, которые соединены между собой. В процессе фильтрации расплавленный алюминий уносит включения по извилистым каналам и порам. При контакте с пенопластовым каркасом фильтрующей пластины расплавленный алюминий непосредственно перехватывается, адсорбируется и осаждается. Когда расплав протекает по отверстию, канал фильтрующей пластины изгибается, и расплав, проходящий по каналу, меняет направление течения. В результате включения сталкиваются с наковальней на стенке отверстия и прочно прилипают к ней.
Керамический фильтрующий элемент обладает прочной сетчатой структурой, способной выдерживать воздействие перепада давления на поверхности расплавленного металла и поток металла, однако он отличается хрупкостью и ломкостью. Благодаря точной структуре, однородной массе и большой площади поверхности этого материала фильтрующий эффект является превосходным.
При изготовлении алюминиевых литых фильтров в качестве носителя обычно используется полиуретановая пена, которую погружают в керамическую суспензию, состоящую из мелкого порошка (например, огнеупорного заполнителя, спекающих добавок, связующих веществ и воды), а затем отжимают излишки суспензии. Керамический материал, окружающий волокна пены, сушат при высокой температуре, обжигают и спекают, в результате чего в конечном итоге получается пенокерамическое изделие. Поскольку температура литья литейного сплава различна, для литья следует выбирать пенокерамический фильтр из огнеупорного материала.
AdTech фильтр из керамической пены на основе оксида алюминия Фильтрующая пластина устанавливается в фильтрующий блок CFF. Расплавленный алюминий вытекает из отверстия печи через фильтрующий блок, а затем поступает в распределительную пластину по желобу. По мере увеличения времени фильтрации количество включений на поверхности фильтрующей пластины и стенках пор возрастает, а скорость фильтрации снижается. Выбор фильтрующих пластин должен основываться на расходе расплавленного алюминия. Во-вторых, необходимо учитывать чистоту расплава, максимальное содержание включений и общую производительность фильтрующей пластины. Это в основном определяется размером и пористостью фильтрующей пластины. Чем выше пористость фильтрующей пластины, тем хуже эффект удаления шлака. Для алюминиевых отливок с очень строгими требованиями следует выбирать фильтрующие пластины с мелкими отверстиями.